Die Auswirkungen des Ladens bei niedrigen Temperaturen auf Lithiumbatterien sind irreversibel

Das Laden oder Entladen von Akkus bei niedrigen Temperaturen führt zu irreversiblen Schäden am Akku, was zu Kapazitätsverlusten und ernsthaften Sicherheitsrisiken führt. Auch eine Langzeitlagerung bei extrem niedrigen Temperaturen (-20 Grad) führt zu irreversiblen Schäden am Akku und verringert seine Kapazität.

1. Der gesamte Prozess des Ladens des Lithium-Ionen-Akkus bei niedriger Temperatur

Die positive Stufe von Lithium-Ionen-Batterien ist im Allgemeinen ternär (NCM), Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LFP) und Lithium-Kobaltoxid-Batterie (LCO), und die negative Elektrode ist Graphit (Gr). Beim Laden der Batterie wandern Lithiumionen von der positiven Gitterkonstante über die Elektrolytmembran der Lithiumbatterie zur negativen Elektrode und werden in der festen Graphitschicht platziert. Beim Laden und Entladen kann man verstehen, dass es aus der festen Schicht der negativen Graphitelektrode austritt und dann zur positiven Gitterkonstante zurückkehrt.

Wenn die Temperatur der Lithium-Ionen-Batteriestruktur und des Lade- und Entladevorgangs niedrig ist, nimmt die molekulare Bewegungsleistung ab, die gesamte Reaktionsgeschwindigkeit und der Materialübertragungsprozess verlangsamen sich, sodass die offensichtlichste Verlangsamung in der Batterie der Lithium-Ionen-Akku ist. Ionen-/Transport von Lithiummolekülen in der festen Graphitschicht (negative Elektrode) und Gitterkonstante positiver Ordnung. Daher lagert sich in der elektrischen Stufe und auf der Elektrolytseite der Lithiumbatterie viel Lithium ab. Beim Laden der Batterie können Lithiumionen nicht in die Graphitschicht gedrückt werden und verbleiben auf der Oberfläche der negativen Elektrode, verwandeln sich in metallisches Lithium und akkumulieren sich zu Lithiumdendriten. Während des Ladens und Entladens werden Lithiumionen auf der Oberfläche der Gitterkonstanten der positiven Stufe zusammengedrückt, was leicht zu Rissen in der positiven Stufe führen kann.

2. Das Laden der Batterie bei niedrigen Temperaturen führt zu einer Lithiumausfällung, was zu offensichtlichen Sicherheitsrisiken führt

Der Wachstumsprozess von Lithiumdendriten: Beim Laden einer normalen Batterie dringen Lithiumionen geordnet in die feste Graphitschicht ein und lösen eine Interkalationsreaktion aus. Beim Laden einer Niedertemperaturbatterie können sich Lithiumionen jedoch nicht in die Graphitschicht hineinquetschen und werden immer vom elektronischen Gerät auf der Oberfläche der negativen Elektrode absorbiert und zu metallischem Lithium, was zu einer Umwandlungsreaktion führt (die Reaktionspotentialdifferenz beträgt). niedriger als die Interkalationsreaktion, was als schwieriger zu verstehen ist. Allerdings ist es für die Substanzen in der Interkalationsreaktion schwierig, sich auszubreiten, was dazu führt, dass die Umwandlungsreaktion bei niedrigen Temperaturen leicht abläuft) und sich zu Lithiumdendriten anreichern. Wie wir alle in der Chemie der neunten Klasse gelernt haben, ist metallisches Lithium sehr reaktiv und kann sofort mit dem Elektrolyten der Lithiumbatterie reagieren. Auch die entstehenden chemischen Bestandteile sind irreversibel und führen zu Kapazitätsverlusten. Darüber hinaus wächst und entwickelt sich metallisches Lithium weiter, und es ist sehr leicht, die Membran zu durchstechen und sich mit der positiven Stufe zu verbinden, was zu einem internen Kurzschlussfehler und leicht zu schwerwiegenderen Sicherheitsunfällen führen kann.

3. Das Laden und Entladen bei niedrigen Temperaturen führt zur Rissbildung von Partikeln mit positivem Pegel

Beim Laden und Entladen bei niedrigen Temperaturen werden Lithiumionen auf der Oberfläche der Gitterkonstanten mit positivem Niveau gequetscht, was leicht zur Rissbildung der aktiven Partikel mit positivem Niveau führen kann. Einerseits werden positive Energierohstoffe geschädigt, was zu Kapazitätsschäden führt. Darüber hinaus wird die Ausfällung überschüssiger chemischer Elemente in der positiven Elektrode auf die Oberfläche der negativen Elektrode übertragen und in metallische Partikel umgewandelt, wodurch sich eine Lithiumansammlung bildet.

4. Die Lagerung bei niedrigen Temperaturen verringert die Batteriekapazität

Kürzlich haben einige Forscher herausgefunden, dass die Batterie nur 48 Stunden lang bei niedriger Temperatur gelagert und dann zum Ruhen bei Raumtemperatur platziert und anschließend die Kapazität getestet wurde. Es wurde festgestellt, dass bei Akkus, die über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt waren, die Kapazität um 3,2 % abnimmt, wenn sie mit einer geringen Laderate (langsames Laden) geladen werden, bei einer hohen Laderate (schnelles Laden) jedoch die Kapazität sinkt um 6 % reduziert.

Faktoren, die zu einer Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit führen, sind:

1) Niedrige Temperaturen begünstigen die Rissbildung in der Positivstufe.

2) Niedrige Temperaturen führen wahrscheinlich dazu, dass Partikel mit positivem Pegel rotieren, wodurch sie sich vom Klebstoff lösen und ihre photoelektrokatalytische Aktivität verlieren.